摘要：本文提出一种基于浏览器的原生战术模拟器，旨在实现与军用指挥控制系统（C2）的无缝集成。该系统能够模拟战术单元机动、分层编队控制，并实时生成地理空间数据。通过标准化的实体跟踪与战术图形分发机制——包括北约友军信息（NFFI）与北约矢量图形（NVG）——系统实现了北约互操作性。模拟器的核心是一个数学编队控制模型，可在单元机动与转向过程中保持多单元编组的相对几何构型。通过在客户端直接执行全部计算逻辑，该模拟器实现了快速、免安装的部署与运行，对服务器基础设施依赖极低。因此，其架构适用于无法部署实兵或全尺寸模拟系统的训练与测试场景。研究结果表明，浏览器原生技术能够有效支撑指挥控制训练、互操作性测试及战术数据流验证，而无需动用实体部队。

关键词：指挥控制；战术可视化；浏览器端应用；编队控制；军事仿真

现代指挥控制系统在动态作战环境中对保障态势感知[12]、协调部队行动及辅助决策起着至关重要的作用。随着信息战与网络中心战的兴起，共享信息的质量、速度与准确性直接影响指挥效能与部队协同[1][2][11]，其重要性显著提升。

从条令视角看，指挥控制可理解为指挥官为达成既定作战目标，对所属部队行使职权与实施指导的全过程[3]。这一过程涵盖信息的持续获取、处理与分发，其在地理空间背景下的可视化，以及对部队时空活动的后续协调。因此，指挥控制系统的效能直接取决于其提供准确、及时、清晰作战态势图的能力。

为满足上述需求，现代指挥控制系统被设计为复杂的软件解决方案，在通用作战图中集成地理空间数据、单元跟踪及战术要素可视化功能。这些系统强调互操作性与标准化，依赖北约框架内定义的通信协议与数据格式。然而，其实际运用常需专用工作站、软件配置及可靠的网络基础设施。近期聚焦C4ISR能力及其在现代军事行动中作用的研究[11]，进一步凸显了信息技术对有效指挥控制的重要性。

在训练与人员教学领域，亟需在此类环境中逼真模拟单元行为。为使操作人员有效运用指挥控制系统，必须提供代表单元机动与交互的动态数据。现实条件下，此类场景需部署实兵或复杂模拟系统，耗时费力且成本高昂。因此，亟需无需实体部队部署即可生成逼真战术场景的工具。

北约内部单元间位置数据的共享通过《ADatP-36》标准[6]定义的友军跟踪系统实现标准化。这些机制支持跨不同指挥控制系统实时交换单元位置数据。对于轴线、界线或障碍物等更复杂的战术要素传输，则采用《ADatP-4733》定义的NVG标准[7]。语义正确性与结构化报告通过《北约报文目录》（APP-11）[8]予以保障。

尽管存在先进的指挥控制系统与军事模拟工具，但目前仍缺乏能够按北约标准生成逼真战术数据，且无需复杂基础设施即可轻松部署的轻量化解决方案。现有方案常受限于专用平台，或无法以互操作数据流的形式直接集成至标准化指挥控制接口。

这一局限性在训练、互操作性测试及数据流验证中尤为明显——此类场景需在不部署实兵的情况下实时模拟单元行为与交互。本文提出的系统旨在填补这一空白。

基于上述考量，本文阐述了一种基于网络的战术单元模拟器的设计与实现，该系统能够模拟单元机动、编队控制，并按北约标准生成战术数据。该方案采用以客户端为核心的架构，所有模拟逻辑均在网页浏览器内直接执行，无需额外软件安装。

本研究的主要贡献在于设计了一套能够实现以下功能的机制：

• 模拟战术单元的机动与行为；
• 生成并传输符合NFFI标准的外部指挥控制系统兼容位置数据；
• 利用NVG标准创建与分发战术图形要素；
• 通过运动控制数学模型保持编队几何构型。

因此，所提出的系统是一种用于训练、互操作性测试及指挥控制系统间数据流验证的有效工具，同时能显著降低实兵演习的时间与财务成本。

2 相关工作

现代指挥控制（C2）系统与战术模拟工具的研发，与互操作性需求、地理空间信息处理要求紧密相关。本节概述了构成所提解决方案基础的相关研究方向与技术路径。

2.1 C2系统与态势感知

现代C2系统旨在支撑态势感知，即感知、解读并预判动态作战环境演变的能力。态势感知的质量直接取决于信息实时获取、处理与呈现的有效性。

在网络中心战背景下，系统各要素间的信息共享对提升活动协调与同步至关重要。这一原则通过“通用作战图”概念落地，该概念将多源数据集成至统一的视觉界面[13]。

该领域的研究强调了可视化工具与地理空间技术在降低操作员认知负荷、提升决策效率方面的重要性。然而，大多数现有解决方案假定使用健壮的软件平台与集中式系统架构。既往研究亦强调了信息通信技术系统在支撑战术指挥架构内决策过程的作用[14]。

2.2 互操作性与战术数据交换

互操作性是现代军用信息系统的根本要求。北约已定义标准化机制，以实现不同C2系统间的数据交换，无论其具体实现方式如何。

该领域的关键机制是友军跟踪，它通过标准化的数据结构与通信协议实现位置数据的实时共享[6]。为确保对交换信息的一致解读，需使用标准化的报文目录来定义各数据元素的结构与语义[8]。

在现代软件架构背景下，分布式与基于网络的技术正日益普及。然而，将这些技术与成熟的军用标准相集成，面临着现代格式与传统结构化报文系统间数据转换的挑战。

2.3 战术符号与矢量图形

战术信息的可视化是C2系统的核心组成部分。标准化的军用符号体系确保了数字地图上实体与事件的明确解读。这些标准通过形式化的识别码定义了单位的表示、隶属关系及活动状态[4][5]。

除点状实体外，还需表示线、面、作战轴线等更复杂的地理空间要素。为此，采用了支持以互操作格式交换几何数据的标准[7]。

与此同时，基于网络的地理空间技术取得了显著进展。现代方法允许直接在网页浏览器内处理和可视化地图数据，减少了对原生应用的依赖，提高了系统可访问性。然而，这些技术并非专为军用标准设计，这限制了其在C2环境中的直接适用性。

2.4 模拟工具与现存差距

军事环境中使用的模拟工具通常被设计为复杂系统，用于对作战行动进行详细建模及开展高层级指挥训练。这些解决方案常需专用硬件、大量配置工作，且主要目标并非与现有C2系统无缝集成。

从训练与互操作性测试的角度看，亟需能够生成标准化形式的动态战术数据，并能与现有系统简便集成的工具。当前的方法仅部分满足了基于现代网络技术的轻量化、快速部署解决方案的需求。

这一局限性正是本研究的出发点，旨在将模拟能力与对标准化数据格式的支持相结合，同时最大限度地降低技术与基础设施要求。

3 系统架构设计

所提出的模拟器基于“离线优先”架构范式构建，旨在确保系统在网络连接受限或不稳定的环境中仍能正常运行。这种方法在现代网络应用中常用于提升系统韧性与本地自治能力，使得模拟与规划任务在无需服务器端服务的情况下也能完全独立运行。核心设计原则是将计算逻辑与地理空间处理任务下放至客户端执行，从而最大限度减少对外部基础设施的依赖，并提升系统响应速度。

同时，该架构支持通过标准化数据接口与外部指挥控制系统集成，使得在具备连接能力时可实现模拟数据的交换。

3.1 总体架构 所提出的架构分为两个主要组件：在网页浏览器内实现的客户端层，以及负责与外部系统通信的服务器端集成层（见图1）。

客户端层（Web浏览器）

该层是系统的核心，包含用户界面、地理空间引擎以及用JavaScript实现的应用逻辑。所有与单元机动模拟、编队控制及战术数据处理相关的计算均在客户端内存中直接执行。这种方法顺应了当前网络地理空间应用的趋势，即通过增强客户端处理来提升性能与可扩展性[10]。

客户端还利用浏览器存储机制管理本地数据持久化，使得场景数据、单元状态及战术要素能够在无需与服务器通信的情况下进行存储与检索。这确保了即使在完全断网的环境下也能持续运行。为实现完全离线操作，地理空间引擎设计为可利用预缓存的本地地图瓦片或本地托管的战术底图，从而消除对外部网络地图服务（WMS）的依赖。

服务器端集成层

服务器端组件被设计为一个轻量级的集成模块，不包含自身的模拟或应用逻辑。其主要作用是充当基于网络的通信（HTTP/JSON）与外部系统所用通信机制（如基于UDP的数据交换）之间的协议转换桥梁。 这种设计确保所有与模拟相关的功能保留在客户端，而服务器层仅用于实现互操作性目的。

3.2 数据集成模型

为确保与外部系统的互操作性，引入了一种双通道数据集成模型，将高频位置数据与低频但更复杂的战术信息分离处理。

通道一：位置数据（实时跟踪）

模拟器生成的位置数据在客户端进行处理，并以结构化JSON消息的形式传输至集成层。集成层将这些消息转换为符合友军跟踪标准[6]的格式，随后通过基于UDP通信的推送机制转发至外部系统。

通道二：战术图形

线、面、作战轴线等地理空间对象在客户端生成与管理，随后被序列化为北约矢量图形（NVG）格式[7]。这些数据通过一个服务器端点对外提供，外部系统按照设定的时间间隔，以拉取机制获取这些信息。

将基于推送的位置更新与基于拉取的图形数据交换分离，能够高效处理不同类型的数据，在优化通信负载的同时保持了语义一致性。

3.3 数据存储与导出

为最大限度减少对外部服务的依赖并支持离线操作，系统利用基于浏览器的本地存储来实现场景持久化。所有相关的模拟数据，包括单元位置、层级结构和战术要素，均存储在客户端本地环境中。

系统提供两种主要的数据导出机制：

场景导出：

当前模拟状态被序列化为结构化的JSON格式（见图2），允许场景在无需后端处理的情况下进行保存、传输和重载。该机制支持场景的快速复制与用户间共享。

报告生成：

系统支持直接在客户端生成PDF格式的战术报告（见图3）。系统将HTML格式的数据转换为可打印的文档格式，使得即使在完全断网的环境下也能生成报告。这种方法确保了报告功能在任何网络条件下均可使用。